8
ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997 8 Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016 Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA Budi Syihabuddin 1 , Heroe Wijanto 2 , Iswahyudi Hidayat 3 1 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom 2 Program Studi S2 Teknik Elektro Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom 3 Program Studi S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom 1,2,3 Jl. Telekomunikasi no. 1, Dayeuh Kolot, Bandung, 40257 Email korespondensi : 1 [email protected] Dikirim 07 Maret 2016, Diperbaiki 23 Maret 2016, Diterima 29 Maret 2016 Abstrak Navigasi saat ini menjadi hal yang sangat penting untuk menunjang kehidupan manusia, bahkan dapat digunakan sebagai sistem pertahanan dan ketahanan negara. Saat ini, sistem navigasi di Indonesia masih tergantung dengan sistem navigasi negara lain, khususnya yang berbasis satelit. Oleh karena itu, Indonesia membutuhkan sebuah sistem navigasi yang mandiri. LORAN-C adalah sistem navigasi terestrial yang menggunakan frekuensi ground wave dengan metode triangulasi, sehingga mempunyai radius cakupan yang luas. Pada penelitian ini dibuat subsistem pemancar sinyal master pada sistem navigasi LORAN-C dengan menggunakan FPGA. Penggunaan FPGA dimaksudkan untuk pembangkitan sinyal LORAN-C analog melalui sintesa digital (direct digital synthesis) pada tingkat baseband agar diperoleh format sinyal presisi tinggi. Dari hasil penelitian diperoleh sembilan pulsa master dengan spesifikasi sesuai dengan ketentuan sistem navigasi LORAN-C, lebar pulsa 300 μs, delay pulsa 700 μs serta amplitudo maksimum pada t = 60 65 μs. Kata kunci LORAN-C, Ground Wave, Navigasi, Master, Slave , Sinkronisasi, FPGA. Abstract Nowadays navigation system is very important to support human life, it can even be used as a defense system of a country. Now, Indonesia relies on the navigation system of other countries, therefore Indonesia needs an independent navigation system. LORAN - C is a navigation system using ground wave with a triangulation system, so it has a wide radius. This research generates master signals in the LORAN - C navigation system by using FPGA. The FPGA is used to synthesize analog signal form to achieve hight precission signal format. From this research, the nine generated master pulses have the specifications in accordance with the provisions of LORAN - C navigation system, that has 300 μs pulse width, 700 μs pulse delay and a maximum amplitude at t = 60-65 μs. Keywords LORAN-C, Ground Wave, Navigation, Master, Slave, Synchronization, FPGA. I. PENDAHULUAN Indonesia mempunyai luas wilayah sebesar 1.904.569 kilometer persegi [1]. Dengan kondisi seperti itu, Indonesia harus mampu mandiri dalam hal pertahanan dan ketahanan. Salah satu teknologi yang mendukung pertahanan dan ketahanan negara adalah teknologi navigasi. Navigasi yang biasa digunakan oleh masyarakat saat ini adalah GPS (Global Positioning System). Sistem GPS tersebut menggunakan satelit sebagai wahana. Beberapa negara yang mempunyai teknologi satelit dengan kemampuan navigasi antara lain Amerika Serikat dengan NAVSTAR, Rusia dengan GLONASS, Uni Eropa dengan Galileo, China dengan CNSS (Compass/BeiDou Navigation Satellite System) serta Jepang dengan QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) [2]. Sistem navigasi digunakan antara lain untuk keperluan proses sinkronisasi dalam teknologi seluler serta dalam peralatan militer, sehingga jika tidak ada kemandirian dalam penguasaan sistem navigasi maka Indonesia akan sangat tergantung dengan negara- negara yang memiliki sistem satelit navigasi. Selain teknologi navigasi berbasis satelit, ada pula sistem navigasi yang memanfaatkan propagasi groundwave sebagai media transmisi yakni LORAN (Long Range Navigation) [2][6]. Sistem navigasi LORAN menggunakan gelombang radio untuk menentukan posisi suatu objek di atas permukaan bumi dengan frekuensi 100 kHz [2][6]. Sehingga dengan frekuensi tersebut, bisa didapatkan cakupan navigasi yang luas tetapi pada pemancar harus memiliki dimensi dan power yang besar. Sistem navigasi LORAN ini menggunakan prinsip trianggulasi sehingga dibutuhkan minimal tiga

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

8

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi

LORAN-C menggunakan FPGA

Budi Syihabuddin1, Heroe Wijanto

2, Iswahyudi Hidayat

3

1 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

2Program Studi S2 Teknik Elektro Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

3 Program Studi S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

1,2,3Jl. Telekomunikasi no. 1, Dayeuh Kolot, Bandung, 40257

Email korespondensi : [email protected]

Dikirim 07 Maret 2016, Diperbaiki 23 Maret 2016, Diterima 29 Maret 2016

Abstrak – Navigasi saat ini menjadi hal yang sangat penting untuk menunjang kehidupan manusia, bahkan dapat

digunakan sebagai sistem pertahanan dan ketahanan negara. Saat ini, sistem navigasi di Indonesia masih

tergantung dengan sistem navigasi negara lain, khususnya yang berbasis satelit. Oleh karena itu, Indonesia

membutuhkan sebuah sistem navigasi yang mandiri. LORAN-C adalah sistem navigasi terestrial yang

menggunakan frekuensi ground wave dengan metode triangulasi, sehingga mempunyai radius cakupan yang

luas. Pada penelitian ini dibuat subsistem pemancar sinyal master pada sistem navigasi LORAN-C dengan

menggunakan FPGA. Penggunaan FPGA dimaksudkan untuk pembangkitan sinyal LORAN-C analog melalui

sintesa digital (direct digital synthesis) pada tingkat baseband agar diperoleh format sinyal presisi tinggi. Dari

hasil penelitian diperoleh sembilan pulsa master dengan spesifikasi sesuai dengan ketentuan sistem navigasi

LORAN-C, lebar pulsa 300 µs, delay pulsa 700 µs serta amplitudo maksimum pada t = 60 – 65 µs.

Kata kunci – LORAN-C, Ground Wave, Navigasi, Master, Slave , Sinkronisasi, FPGA.

Abstract — Nowadays navigation system is very important to support human life, it can even be used as a

defense system of a country. Now, Indonesia relies on the navigation system of other countries, therefore

Indonesia needs an independent navigation system. LORAN - C is a navigation system using ground wave with

a triangulation system, so it has a wide radius. This research generates master signals in the LORAN - C

navigation system by using FPGA. The FPGA is used to synthesize analog signal form to achieve hight

precission signal format. From this research, the nine generated master pulses have the specifications in

accordance with the provisions of LORAN - C navigation system, that has 300 µs pulse width, 700 µs pulse

delay and a maximum amplitude at t = 60-65 µs.

Keywords – LORAN-C, Ground Wave, Navigation, Master, Slave, Synchronization, FPGA.

I. PENDAHULUAN

Indonesia mempunyai luas wilayah sebesar

1.904.569 kilometer persegi [1]. Dengan kondisi

seperti itu, Indonesia harus mampu mandiri dalam hal

pertahanan dan ketahanan. Salah satu teknologi yang

mendukung pertahanan dan ketahanan negara adalah

teknologi navigasi. Navigasi yang biasa digunakan

oleh masyarakat saat ini adalah GPS (Global

Positioning System). Sistem GPS tersebut

menggunakan satelit sebagai wahana. Beberapa negara

yang mempunyai teknologi satelit dengan kemampuan

navigasi antara lain Amerika Serikat dengan

NAVSTAR, Rusia dengan GLONASS, Uni Eropa

dengan Galileo, China dengan CNSS

(Compass/BeiDou Navigation Satellite System) serta

Jepang dengan QZSS (Quasi-Zenith Satellite System)

[2].

Sistem navigasi digunakan antara lain untuk

keperluan proses sinkronisasi dalam teknologi seluler

serta dalam peralatan militer, sehingga jika tidak ada

kemandirian dalam penguasaan sistem navigasi maka

Indonesia akan sangat tergantung dengan negara-

negara yang memiliki sistem satelit navigasi. Selain

teknologi navigasi berbasis satelit, ada pula sistem

navigasi yang memanfaatkan propagasi groundwave

sebagai media transmisi yakni LORAN (Long Range

Navigation) [2]–[6].

Sistem navigasi LORAN menggunakan gelombang

radio untuk menentukan posisi suatu objek di atas

permukaan bumi dengan frekuensi 100 kHz [2]–[6].

Sehingga dengan frekuensi tersebut, bisa didapatkan

cakupan navigasi yang luas tetapi pada pemancar

harus memiliki dimensi dan power yang besar. Sistem

navigasi LORAN ini menggunakan prinsip

trianggulasi sehingga dibutuhkan minimal tiga

Page 2: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA

9

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua

lainnya bertindak sebagai slave [3], [7].

Pada penelitian [4] dilakukan perbandingan kinerja

antara sistem navigasi GPS dengan sistem navigasi

LORAN-C pada daerah urban dan daerah pegunungan.

Begitu pula dengan [5] yang menganalisis performa

dari GPS dan LORAN-C sebagai sistem penjejakan

yang terintegrasi. Dari kedua penelitian tersebut,

dapat disimpulkan bahwa sistem navigasi GPS dan

LORAN-C dapat saling melengkapi satu sama lain.

Pada penelitian ini akan diusulkan pembangkit

pulsa master LORAN-C sebagai pengujian awal

sistem navigasi yang tidak menggunakan satelit

sebagai wahana. Karena Indonesia belum memiliki

sistem navigasi secara mandiri, penelitian ini membuat

sistem navigasi LORAN-C yang didigitalisasi dengan

menggunakan FPGA sebagai generator pulsa. Hasil

yang diharapkan, FPGA dapat membangkitkan pulsa

master dengan karakteristik sesuai dengan

karakteristik pulsa LORAN-C.

Makalah ini terdiri dari 4 bagian dengan bagian

pertama adalah pendahuluan, dan bagian kedua berisi

tentang metodologi penelitian. Pada bagian kedua

mencakup tentang teori dan spesifikasi dari pulsa

master dari LORAN-C, perancangan sistem dan

pengujian sistem. Pada bagian ketiga membahas hasil

yang didapatkan kemudian pada bagian keempat berisi

tentang kesimpulan dan saran.

II. METODOLOGI PENELITIAN

Pengerjaan penelitian ini mencakup beberapa aspek

yaitu aspek teori meliputi karakteristik dari pulsa

LORAN-C dan modulasi amplitudo, aspek

perancangan meliputi perancangan blok sistem serta

aspek pengujian untuk memverifikasi hasil rancangan.

Pada bab ini dijabarkan langkah-langkah dan definisi

dari penelitian yang dilakukan.

A. LORAN (Long Range Navigation)

Sistem navigasi LORAN menggunakan frekuensi

100 kHz dengan lebar pita 20 kHz [8], [9]. Dengan

frekuensi sebesar 100 kHz, maka loss propagasi yang

dirasakan tidak besar. Secara umum sistem navigasi

LORAN-C terdiri dari beberapa stasiun pemancar, 1

buah pemancar sebagai master dan minimal 2 buah

stasiun slave [3], [8], [9]. Masing-masing stasiun

tersebut terpisah beberapa mil dengan membentuk

konstelasi antar pemancar master dan beberapa

pemancar slave, yang disebut dengan chain. Setiap

pemancar tidak memancarkan pulsa secara kontinu

namun periodik sesuai dengan selang waktu GRI

(Group Repetition Interval). Dan juga, baik master

atau slave akan memancarkan pulsa yang berbeda.

Pemancar master merupakan pemancar utama dari

sel LORAN-C, berfungsi sebagai stasiun pertama yang

memancarkan pulsa kemudian diikuti oleh stasiun

slave dengan delay waktu tertentu. Untuk navigasi,

statiun master memancarkan grup pulsa yang terdiri

dari sembilan pulsa. Tiap grup pulsa mempunyai GRI

yang berbeda untuk membedakan tiap sel LORAN-C

[3],[8],[9]. Pada pemancar sekunder akan

memancarkan delapan buah pulsa dengan ketentuan

seperti pada Gambar 1 [3]. Perioda pulsa setiap pulsa

sebesar 200 µs dengan selang waktu antar pulsa dalam

satu grup sebesar 1000 µs, kecuali pada pulsa ke-9

pada grup master memiliki jarak 2000 µs. Oleh

karena itu, untuk menghindari over-lapping, antar GRI

dibuat cukup besar.

Pulsa master ataupun pulsa slave berupa sinyal

analog dengan bentuk seperti pada Gambar 2 [9].

Sinyal tersebut dibangkitkan dengan persamaan

envelope seperti pada persamaan (1) [9], yang

dimodulasikan dengan frekuensi pembawa 100 kHz.

Standar untuk lebar satu pulsa LORAN-C adalah 200

µs dengan setengah amplitudo maksimum dicapai

pada saat 30 µs dan amplitudo maksimum pada saat

65 µs.

Proses yang dilakukan untuk membentuk pulsa

LORAN-C seperti proses modulasi sinyal AM-DSB-

SC (Amplitude Modulation Double Side Band

Supressed Carrier) dengan cara menumpangkan sinyal

envelope kepada sinyal pembawa [10]. Dengan input

berupa envelope sinyal yang mengikuti kaidah dari

pulsa master dan slave yang kemudian dikalikan

dengan sinyal pembawa berfrekuensi 100 kHz.

Seperti ditunjukkan pada Gambar 1, pertama akan

dipancarkan sinyal master yang berisi sembilan pulsa,

kemudian akan dideteksi oleh slave pertama, setelah

itu slave pertama akan memancarkan delapan pulsa

slave, kemudian slave kedua setelah mendapatkan

sembilan pulsa master dan delapan pulsa slave

pertama, akan memancarkan delapan pulsa slave

kedua sehingga pada penerima LORAN-C akan

menerima sembilan pulsa master, delapan pulsa slave

pertama dan delapan pulsa slave kedua.

Gambar 1. Pulsa Master dan Slave LORAN-C

Gambar 2. Pulsa LORAN-C.

Page 3: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA

10

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

2

0

( ) ( ) exp[ 2( ) / 65]E t A t t

tidak didefinisikan

65

65

t

t

t

(1)

B. Desain Sistem Pemancar LORAN-C

Pada penelitian ini, FPGA digunakan untuk

mengurangi dimensi dari pemancar LORAN-C. Jika

melihat dari frekuensi yang digunakan sebesar 100

kHz, maka sistem akan memiliki antenna yang besar,

begitu juga dengan daya pancar yang dibutuhkan.

Dengan menggunakan FPGA, pembangkitan

dilakukan secara digital, bukan analog. Untuk

dimensi antena dapat diperkecil dengan menggunakan

antena kumparan/loop [11]. Dengan antenna loop,

pola radiasi yang didapatkan akan tetap

omnidireksional namun dengan dimensi yang lebih

kecil.

Untuk mendapatkan urutan sembilan pulsa master,

dirancang sistem seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 3. Sistem didesian menggunakan 2 input,

yaitu input pertama dari clock FPGA sebesar 100

MHz dan input kedua berupa reset untuk

mengaktifkan sistem pembangkit pulsa master. Jika

reset bernilai “1” maka sistem tidak bekerja dan jika

reset bernilai “0” maka sistem akan menghasilkan

pulsa master LORAN-C.

PEMBANGKIT PULSA

PEMBANGKIT ENVELOPE

MULTIPLEXER

SINYAL CARRIER

RESET

100 MHz

9 SINYAL MASTER

Gambar 3. Pembangkit Pulsa Master

1) Pembangkit pulsa

Pada pembangkit pulsa master, dibutuhkan

pembangkit pulsa seperti pada Gambar 3.

Keluaran yang diharapkan sesuai dengan pulsa

LORAN-C dengan lebar, jarak dan fasa pulsa

yang bersesuaian. Sehingga dapat dibedakan oleh

user sebagai pulsa master. Pembangkit pulsa

dilakukan dengan cara menurunkan clock FPGA

dari 100 MHz menjadi 10 MHz untuk

mendapatkan periode bit 100 ns. Selain itu, untuk

menghasikan fasa positif sebesar 300 µs

dibangkitkan logika “01” selama periode 300 us,

serta untuk delay digunakan 7000 counter atau

logika “00” selama 700 µs dan untuk fasa negatif

digunakan logika “11” selama 300 µs. Pengaturan

pembangkit pulsa ini disesuaikan dengan Gambar

3 sebagai ciri dari stasiun master.

2) Pembangkit Envelope

Envelope yang digunakan sesuai dengan

persamaan (1), untuk menghasilkan envelope yang

sesuai dengan sinyal LORAN-C, maka digunakan

lebar envelope sebesar 300 µs, setengah amplitudo

maksimum pada t = 300 µs dan amplitudo

maksimum pada 65 µs. Untuk mengubah

persamaan tersebut agar dapat direalisasikan ke

FPGA yang bekerja pada domain biner, maka

dilakukan proses sampling nilai tegangan dari

envelope. Dengan mengkuantisasi menjadi 8 bit,

dan sampling data 30 buah. Output dari

pembangkit pulsa sebesar 10 µs, sehingga

digunakan 100 counter untuk membangkitkan

setiap sample. Dengan 30 sample yang ada, maka

untuk membentuk sinyal envelope dibutuhkan

3000 counter. Pembangkitan sinyal envelope

harus pada timing yang sama dengan blok

pembangkit pulsa, karena dari logika fasa positif,

delay ataupun fasa negatif dari blok pembangkit

pulsa akan dibangkitkan envelope yang bernilai

positif, nol atau bernilai negatif.

3) Sinyal pembawa

Sinyal pembawa yang digunakan sebesar 100

kHz, dibangkitkan dengan menggunakan counter

dan juga clock dari FPGA serta reset, seperti

desain pada pembangkit pulsa. Dengan frekuensi

100 kHz maka periode sinyal pembawa sebesar 10

µs dan periode clock FPGA yang telah dinaikkan

menjadi 100 ns, maka proses sampling 1 periode

frekuensi pembawa dengan clock FPGA, akan

didapatkan 100 sample berupa nilai dari tegangan

pembawa untuk digitalisasi dengan menggunakan

8 bit kuantisasi. Sehingga untuk membangkitkan

sinus selama 300 µs, dibutuhkan 3000 titik

sample.

4) Multiplexer

Proses modulasi yang dilakukan dengan cara

multiplexing, yang dalam domain waktu dilakukan

perkalian antara sinyal envelope dengan sinyal

pembawa. Jika sinyal envelope berfasa positif,

maka nilai hasil modulasi akan berfasa positif.

Sebaliknya jika envelope berfasa negatif, maka

hasil modulasi akan berfasa negatif. Untuk delay,

hasil modulasi akan bernilai nol karena tidak ada

pulsa atau logic “00” sesuai dengan hasil blok

pembangkit pulsa. Dengan output sinyal envelope

8 bit dan output sinyal pembawa juga 8 bit, maka

hasil perkalian akan menjadi 16 bit.

C. Pengujian Sistem

Sistem yang dirancang meliputi stasiun master

seperti pada Gambar 3. Gambar 4 merupakan proses

pengujian yang dilakukan. Dari desain blok sistem

yang telah dirancang, dilanjutkan dengan

pemrograman bahasa VHDL pada modelsim untuk

dilakukan simulasi lalu di-load ke FPGA dan di

verifikasi dengan menggunakan logic analyzer. Cara

melakukan verifikasi adalah dengan membandingkan

hasil keluaran simulasi dengan proses realisasi pada

FPGA.

Page 4: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA

11

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

FPGA

(master)

Logic AnalyzerPC

Gambar 4. Pengujian Pembangkit Pulsa Master

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bagian ini membahas tentang hasil dari

desain serta verifikasi hasil yang didapatkan, yaitu

meliputi pembangkit pulsa master serta blok

pembangkit pulsa, blok pembangkit envelope, blok

sinyal pembawa, dan blok modulasi.

A. Pembangkit Pulsa

Pembangkit pulsa dalam penelitian ini dapat

menghasilkan deret pulsa master dengan ketentuan

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Hasil dari

pembangkit pulsa ditunjukkan pada Gambar 5 dan 6.

Terlihat bahwa jumlah pulsa master adalah sembilan

buah dengan periode satu grup pulsa master sebesar

9300 µs. Sesuai dengan perancangan blok pembangkit

pulsa, fasa positif dikodekan dengan bit “01”, delay

dengan kode bit “00” serta fasa negatif dengan kode

“11” sehingga pada master, fasa yang didapatkan

adalah “++--+-+-+” dan pada slave, fasa yang

didapatkan adalah “+++++--+”, sesuai dengan

Gambar 3 pada bagian perancangan.

Lebar pulsa yang didapatkan dari hasil simulasi

dan realisasi pada board FPGA juga sesuai dengan

spesifikasi yang dirancang yaitu sebesar 300 µs

seperti terlihat pada Gambar 7 dan Gambar 8. Untuk

delay pulsa dapat dilihat pada Gambar 9 dan Gambar

10 sebesar 700 µs yang ditunjukkan oleh cursor

1299950 ns dan 1999950 ns.

B. Pembangkit Envelope

Jumlah sinyal dan jenis fasa pada pembangkitan

sinyal envelope harus sama dengan keluran dari

pembangkit pulsa, yaitu sembilan pulsa envelove

untuk master. Karakteristik hasil yang didapatkan

ditunjukkan pada Gambar 11 – 21. Pulsa envelope

mempunyai amplitudo maksimum pada t = 65 µs

seperti ditunjukkan Gambar 11 dan 12. Hasil realisasi

pada Gambar 12, menunjukkan format biner

“01111111” yang sebanding dengan 127 pada

bilangan desimal, dimana nilai 127 adalah amplitudo

tertinggi yang terbentuk pada t = 65 µs. Lebar

envelope sebesar 300 µs pada perancangan sedangkan

realisasi sebesar 298 µs, masih mencukupi untuk

menjadi pulsa envelope karena lebar envelope

LORAN-C antara 200 µs – 300 µs.

Untuk timing yang sama, fasa envelope harus

sama dengan kode fasa yang dibangkitkan oleh

pembangkit pulsa. Hasil simulasi dari fasa envelope

ditunjukkan pada Gambar 15, 17, 19. Terlihat pada

Gambar 19, dengan bentuk analog ketika fasa positif

maka terjadi puncak envelop sedangkan ketika fasa

negatif terjadi lembah. Untuk realisasi pada FPGA,

dilihat dari sign bit “0” untuk menyatakan envelope

positif dan sign bit “1” untuk menyatakan envelope

negatif.

Pembangkitan sinyal envelope mengikuti pulsa

yang dibangkitkan generator pulsa, sehingga keluaran

generator envelope harus sama dengan timing

pembangkitan envelope, begitu pula dengan delay

antar pulsa. Hasil simulasi yang ditunjukkan Gambar

20, didapatkan bahwa delay antar envelope sebesar

700 µs yang dibatasi cursor 1299950 µs – 1999950

µs. Pada hasil realisasi di Gambar 25, delay antar

envelope juga didapatkan nilai sebesar 700 µs.

Gambar 5. Jumlah Pulsa Master Hasil Simulasi

Gambar 6. Jumlah Pulsa Master Hasil Realisasi

Gambar 7. Lebar Pulsa Hasil Simulasi

Gambar 8. Lebar Pulsa Hasil Realisasi

Gambar 9. Delay Pulsa Hasil Simulasi

Page 5: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA

12

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

Gambar 10. Delay Pulsa Hasil Realisasi

Gambar 11. Amplitudo Envelope Hasil Simulasi

Gambar 12. Amplitudo Envelope Hasil Realisasi

Gambar 13. Lebar Envelope Hasil Simulasi

Gambar 14. Lebar Envelope Hasil Realisasi

Gambar 15. Fasa Positif Envelope Hasil Simulasi

Gambar 16. Fasa Positif Envelope Hasil Realisasi

Gambar 17. Fasa Negatif Envelope Hasil Simulasi

Gambar 18. Fasa Negatif Envelope Hasil Realisasi

Gambar 19. Fasa Positif dan Negatif Envelope Hasil Simulasi

Bentuk Analog

Page 6: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA

13

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

Gambar 20. Delay Envelope Hasil Simulasi

Gambar 21. Delay Envelope Hasil Realisasi

C. Sinyal Pembawa

Sinyal pembawa yang digunakan untuk proses

modulasi mempunyai frekuensi 100 kHz. Frekuensi

tersebut diperoleh dengan cara melakukan

pencuplikan terhadap 3001 titik dengan menggunakan

counter untuk mendapatkan bentuk seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 22. Dalam format 8 bit

didapatkan frekuensi sebesar 1/10.1 us yaitu 99009,9

Hz untuk hasil realisasi seperti pada Gambar 24.

Sedangkan hasil simulasi menunjukkan 1/10 µs atau

100 kHz, seperti pada Gambar 23.

Gambar 22. Sinyal Pembawa Bentuk Analog hasil Simulasi

Gambar 23. Sinyal Pembawa Bentuk Digital hasil Simulasi

Gambar 24. Sinyal Pembawa Bentuk Digital hasil Realisasi

D. Multiplexer

Hasil modulasi bentuk analog ditunjukkan pada

Gambar 25 untuk pulsa master, dengan hasil sembilan

pulsa master. Detail spesifikasi ditunjukkan pada

Gambar 26 – 35. Sebuah sinyal LORAN-C yang

dihasilkan dari modulasi AM-DSB-SC ditunjukkan

pada Gambar 26, bentuk sinyal menyerupai envelope

yang diisi oleh sinyal pembawa dengan frekuensi 100

kHz. Amplitudo tertinggi didapatkan pada 62747 ns

pada simulasi dan pada hasil realisasi didapatkan bit

“0011011100010001” yang terbentuk pada t = 62,5

µs. Untuk lebar pulsa hasil simulasi sebesar 295987

ns ditunjukkan pada Gambar 29, dan lebar pulsa hasil

realisasi sebesar 298 µs ditunjukkan pada Gambar 35.

Gambar 25. Grup Pulsa Master Hasil Simulasi

Gambar 26. Amplitudo Sinyal LORAN-C Bentuk Analog Hasil

Simulasi

Gambar 27. Amplitudo Sinyal LORAN-C Bentuk Digital Hasil

Simulasi

Page 7: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA

14

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

Gambar 28. Amplitudo Sinyal LORAN-C Bentuk Digital Hasil Realisasi

Fasa dalam bentuk analog yang didapatkan dari

hasil modulasi ditunjukkan pada Gambar 31. Fasa

negatif, secara analog, ditunjukkan dengan siklus

turun pada amplitudo awal dan fasa positif

ditunjukkan dengan siklus naik pada amplitudo awal.

Hal ini seuai dengan keluaran dari pembentukan

sinyal envelope untuk fasa negatif dan positif. Pada

bentuk biner, seperti yang ditunjukkan pada Gambar

32 - 35, dengan sign bit “1” untuk fasa negatif dan

sign bit “0” untuk fasa positif.

Gambar 29. Lebar Simyal LORAN-C Bentuk Analog Hasil

Simulasi

Gambar 30. Lebar Sinyal LORAN-C Bentuk Digital Hasil Realisasi

Gambar 31. Fasa Positif dan Fasa Negatif Bentuk Analog Hasil

Simulasi

Gambar 32. Fasa Positif Bentuk Digital Hasil Simulasi

Page 8: Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C ...oaji.net/pdf.html?n=2016/1669-1482188535.pdf · pemancar, satu bertindak sebagai master dan dua lainnya bertindak sebagai

ISSN : 2085-3688; e-ISSN : 2460-0997

Pembangkit Sinyal Master Pada Sistem Navigasi LORAN-C menggunakan FPGA

15

Jurnal Infotel Vol. 8 No.1 Mei 2016

Gambar 33. Fasa Negatif Bentuk Digital Hasil Simulasi

Gambar 34. Fasa Positif Bentuk Digital Hasil Realisasi

Gambar 35. Fasa Negatif Bentuk Digital Hasil Realisasi

IV. PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan maka dapat

diambil kesimpulan bahwa proses pembangkitan

pulsa LORAN-C untuk stasiun master diperoleh hasil

sebagai berikut, lebar pulsa 300 µs, delay pulsa 700

µs, amplitudo maksimum pada t = 60 – 65 µs dengan

fasa dan jumlah pulsa sesuai dengan spesifikasi

sistem navigasi LORAN-C.

B. Saran

Untuk mengembangkan penelitian lebih lanjut,

maka dapat dilakukan beberapan saran berikut.

1. Merancang pemancar slave untuk membuat

sistem triangulasi agar dapat menentukan posisi

dari objek.

2. Layanan pada sistem LORAN-C dapat

ditambahkan dengan layanan timing dan paging,

bukan hanya navigasi.

3. Perancangan dan realisasi dilanjutkan bukan

hanya dilevel baseband namun sampai ke level

blok RF mencakup pembuatan ADC, up

converter, RF Filter serta amplifier.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Central Intelligent Agencies, “The World Factbook :

East and South East Asia : Indonesia.” [Online]. Available:

https://www.cia.gov/library/publications/the-world-

factbook/geos/id.html. [Accessed: 03-Mar-2016].

[2] H. J. Kramer, Observation of The Earth and Its Environment - Survey of Missions and Sensors 4th

Edition, 4th Editio., vol. 19, no. 1. Springer-Verlag,

2002.

[3] United States Coast Guard, “Specification of The Transmitted LORAN-C Signal,” Washington, DC.,

1994.

[4] G. Lachapelle, B. Townsend, H. Gehue, and M. E.

Cannon, “GPS versus Loran-C for vehicular navigation in urban and mountainous areas,” in

Proceedings of VNIS ’93 - Vehicle Navigation and

Information Systems Conference, 1993, pp. 10–13.

[5] J. Carroll, “GPS + LORAN-C Performance Analysis of an Integrated Tracking System,” no. July, pp. 40 –

47, 2006.

[6] J. & BAILEY, “the Loran-C System of Navigation,”

no. February, p. 135, 1962.

[7] R. L. Frank, “Current Developments in Loran-C,” in

Proceedings of the IEEE, 1983, vol. 71, no. 10, pp.

1127–1139.

[8] US Coast Guard Navigation Center, “Loran-C User’s Handbook,” 1992.

[9] A. J. Fisher, “The Loran-C Cycle Identification

Problem,” pp. 1–20, 1999.

[10] L. W. Couch, Digital and Analog Communication Systems 8th Edition. 2013.

[11] J. D. Krauss, Antennas. McGraw-Hill Book

Company, 1950.